Ο Κουαμπίνα Μποάχεν, επικεφαλής ερευνητικής ομάδας νευρομηχανικών στο Πανεπιστήμιο της Πενσιλβάνια, έχει σχέση αγάπης - μίσους με τη φαιά ουσία του εγκεφάλου του. Θαυμάζει τη λεπτότητα της κατασκευής του ανθρώπινου εγκεφάλου: «Πολύ κομψό και πολύ πιο αποδοτικό από οτιδήποτε θα μπορούσα να εφεύρω», λέει. Αλλά για έναν μηχανικό, ο θαυμασμός δεν αρκεί. Αυτός και οι συνάδελφοί του θέλουν να κατανοήσουν τους μηχανισμούς λειτουργίας του εγκεφάλου και να τους αναπαραγάγουν στο εργαστήριο. Σ' αυτή τους την προσπάθεια, η περίτεχνη φύση του νευρωνικού προγραμματισμού, που μετασχηματίζει τους ηλεκτρικούς παλμούς σε σκέψη και αντίληψη είναι πηγή ατέλειωτης αμηχανίας. «Ολοι σπάμε τα μούτρα μας στο θέμα της πολυπλοκότητας», λέει χαρακτηριστικά.

Ο διάσημος μαθηματικός Αλαν Τούρινγκ πρόβλεψε το 1950 ότι οι υπολογιστές θα φτάσουν στο ίδιο επίπεδο νοημοσύνης με τους ανθρώπους στο τέλος του 20ού αιώνα. Στις δεκαετίες, μετά την πρόβλεψη του Τούρινγκ, ερευνητές του πεδίου της τεχνητής νοημοσύνης εργάστηκαν σκληρά, για να πραγματοποιήσουν την προφητεία, ακολουθώντας κατά κύριο λόγο τη μέθοδο από το γενικό στο ειδικό: Αν μπορέσουμε να γράψουμε αρκετό κώδικα, σκέφτηκαν, θα μπορέσουμε να προσομοιώσουμε όλες τις λειτουργίες του εγκεφάλου. Τα αποτελέσματα ήταν απογοητευτικά. Η ραγδαία εξέλιξη της υπολογιστικής ισχύος δεν έδωσε τίποτα, που να μοιάζει με σκεπτόμενη μηχανή, κάτι που π.χ. να μπορεί να γράψει μουσική και πολύ περισσότερο να αποκαλύψει τα μυστικά της συνείδησης. Ο Μποάχεν επιχειρεί μια διαφορετική προσέγγιση. Αντί να επιβάλει ένα ψευδο-έξυπνο λογισμικό στο συνηθισμένο ολοκληρωμένο κύκλωμα πυριτίου, μελετά τον τρόπο που συνδέονται οι ανθρώπινοι νευρώνες. Ελπίζει ότι θα μπορέσει να κατασκευάσει ηλεκτρονικά συστήματα, που θα μπορούν να αναπαράγουν τα αποτελέσματα της λειτουργίας του εγκεφάλου. Με δυο λόγια προσπαθεί να κάνει ένα αντίγραφο του εγκεφάλου σε πυρίτιο, ξεκινώντας από τα κάτω, από τους νευρώνες.

Ο Ρόμπερτ Νόις, συνεφευρέτης του ολοκληρωμένου κυκλώματος, πρότεινε για πρώτη φορά μια τέτοια προσέγγιση το 1984. «Για να καταλάβουμε τον εγκέφαλο χρησιμοποιήσαμε τον υπολογιστή σαν μοντέλο. Ισως είναι καιρός να αντιστρέψουμε τη συλλογιστική μας. Για να καταλάβουμε προς τα πού πρέπει να πάμε με τον υπολογιστή, πρέπει να αναζητήσουμε λύσεις μελετώντας τον εγκέφαλο». Ο Κάρβερ Μιντ, συνεφευρέτης των κυκλωμάτων πολύ υψηλής ολοκλήρωσης, άρχισε σύντομα να κατασκευάζει απλά κυκλώματα που μιμούνταν τις νευρωνικές συνδέσεις που σχετίζονται με την όραση, μια προσπάθεια που ονόμασε νευρομορφική μηχανική. Το 1990, ο Μποάχεν, μεταπτυχιακός φοιτητής του Μιντ τότε, μπήκε στην ερευνητική ομάδα.

Προς έκπληξη του Μποάχεν και των συνεργατών του, αποδεικνύεται ότι η θεμελιώδης δομή του εγκεφάλου είναι πολύ απλούστερη από τις συμπεριφορές, τις εμπνεύσεις και τα συναισθήματα που προκαλεί. Αυτό συμβαίνει γιατί ο εγκέφαλός μας, σε αντίθεση με τους προσωπικούς υπολογιστές, αλλάζει συνεχώς τη συνδεσμολογία του, για να μπορεί να διαφοροποιήσει τον τρόπο που επεξεργάζεται τις πληροφορίες. «Διαθέτουμε τώρα μικροσκόπια που μπορούν να δουν μεμονωμένες συνάψεις μεταξύ νευρώνων. Δείχνουν ότι ο εγκέφαλος μπορεί να διακόψει συνδέσεις και να κάνει νέες σε χρόνο μόλις μερικών λεπτών. Ο εγκέφαλος αντιμετωπίζει την πολυπλοκότητα, αναδιοργανώνοντας τον εαυτό του αυτοστιγμής, με βάση τη δραστηριότητα που εμφανίζεται στο περιβάλλον του», τονίζει ο Μποάχεν. Το γεγονός αυτό βοηθά να εξηγηθεί πώς ενάμισι κιλό νευρώνων που καταναλώνουν ενέργεια όση ένα νυχτοφάναρο μπορεί να κάνει όλες τις λειτουργίες που σχετίζονται με την ανθρώπινη νόηση.

Ο Μποάχεν πιστεύει ότι οι προηγούμενες προσπάθειες για την τεχνητή νοημοσύνη σκόνταψαν, επειδή οι επιστήμονες δεν έλαβαν υπόψη τους αυτή την εξαιρετική ευελιξία. «Για να αντιμετωπίσουμε την πολυπλοκότητα πρέπει να καταλάβουμε πώς να κάνουμε τα πράγματα να αυτοσυνδέονται μεταξύ τους», υπογραμμίζει. Η λύση που προτείνει είναι να κατασκευαστούν ολοκληρωμένα κυκλώματα, που να μπορούν να επαναπρογραμματίζουν τον εαυτό τους σε απόκριση των πληροφοριών που λαμβάνουν. Οπως οι νευρώνες στον εγκέφαλο, θα εξαλείφουν παλιές συνδέσεις και θα δημιουργούν καινούριες με βάση τις ανάγκες. Σε αντιδιαστολή με τον εγκέφαλο, τα ολοκληρωμένα κυκλώματα δεν αλλάζουν κυριολεκτικά τη συνδεσμολογία τους. Αντ' αυτού στηρίζονται σε έναν δρομολογητή που ταξινομεί και αποφασίζει από ποια διαδρομή θα περάσει το κάθε σήμα.

Το πρώτο αποτέλεσμα της δουλιάς του εργαστηρίου του Μποάχεν είναι ένας αμφιβληστροειδής πυριτίου, ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα, στο οποίο γίνεται αυτή την περίοδο εντατικός έλεγχος με μια πλειάδα δοκιμών. Το ολοκληρωμένο κύκλωμα, που περιέχει περίπου 6.000 φωτοϋποδοχείς και 4.000 χιλιάδες συνθετικές νευρικές συνάψεις, έχει μέγεθος μόλις το ένα όγδοο του αμφιβληστροειδούς του ανθρώπου και καταναλώνει μόλις 6 εκατοστά του βατ ισχύος, δηλαδή το ένα τρίτο της ισχύος που καταναλώνει ο ανθρώπινος οφθαλμός. Ενας συνηθισμένος προσωπικός υπολογιστής χρησιμοποιεί ένα εκατομμύριο φορές περισσότερη ενέργεια ανά υπολογισμό, σε σχέση με τον ανθρώπινο εγκέφαλο. «Η κατασκευή νευρωνικών προσθηκών απαιτεί το ταίριασμα και της αποτελεσματικότητας κι όχι μόνο της λειτουργικότητας του εγκεφάλου», σημειώνει ο Μποάχεν. Ο αμφιβληστροειδής πυριτίου θα μπορούσε να τοποθετηθεί στο εσωτερικό ενός γυάλινου ματιού σε ένα με δύο χρόνια, λέει, αρκεί να λυθεί από τους μηχανικούς το πρόβλημα της κατασκευής μιας αποτελεσματικής διεπαφής μεταξύ νευρικού συστήματος και ολοκληρωμένου κυκλώματος, αλλά και να υπάρξει μια πολύ μικρή και συμπαγής πηγή ενέργειας.

Οσο εξαιρετικό επίτευγμα κι αν είναι ο τεχνητός αμφιβληστροειδής, είναι απλώς το πρώτο βήμα προς το μεγάλο στόχο: την αντιγραφή της περίτεχνης δομής του εγκεφάλου, ως τον τελευταίο δενδρίτη. Μια πλήρης εξομοίωση θα απαιτούσε ένα λεπτομερέστατο νευρωνικό χάρτη του εγκεφάλου. Αυτό ακριβώς ελπίζει να δημιουργήσει ο Μπρους Μακόρμικ, διευθυντής του Εργαστηρίου Εγκεφαλικών Δικτύου του Πανεπιστημίου του Τέξας, χρησιμοποιώντας μια πρωτότυπη μικροσκοπική κάμερα, τον Σαρωτή Εγκεφαλικού Ιστού. Η συσκευή κόβει τον εγκέφαλο ενός ποντικιού σε πολύ λεπτές φέτες, τις οποίες φωτίζει στη συνέχεια με μια ακτίνα λέιζερ, καταγράφοντας την εικόνα που προκύπτει με τη βοήθεια μιας ψηφιακής κάμερας και αποθηκεύοντάς τη σε ένα σκληρό δίσκο. Μπορεί να διακρίνει λεπτομέρειες ενός δεκάτου του εκατομμυριοστού του μέτρου, μικρότερες δηλαδή από ένα νευρώνα. Ολη αυτή η οπτική πληροφορία, γύρω στα 26 τεραμπάιτ (τρισεκατομμύρια ψηφιολέξεις) στην περίπτωση του ποντικιού, ανακατασκευάζεται στη συνέχεια για να δημιουργήσει ένα τρισδιάστατο μοντέλο υψηλής ανάλυσης του εγκεφάλου.

«Μπορούμε να σαρώσουμε τον εγκέφαλο ενός ποντικιού μέσα σε ένα μήνα», λέει ο Μακόρμικ. Ο ανθρώπινος εγκέφαλος είναι 1.500 φορές μεγαλύτερος και περιέχει 100 τρισεκατομμύρια συνάψεις. Η ομάδα του Μακόρμικ αναπτύσσει τώρα λογισμικό που θα μπορεί να δείξει με ακρίβεια από κάθε γωνία τους τεράστιους όγκους οπτικών πληροφοριών που θα συλλεγούν. Σκοπεύουν να περάσουν από τα ποντίκια στους ανθρώπους μέσα στο 2003 και να έχουν ολοκληρώσει τη σάρωση του ανθρώπινου εγκεφάλου ως το 2023.

Είναι προφανές ότι ένας εγκέφαλος από πυρίτιο λειτουργικό αντίγραφο του ανθρώπινου εγκεφάλου, δεν μπορεί να είναι πιο έξυπνος απ' αυτόν. Ισως είναι βέβαια πιο γρήγορος και η ταχύτητα σκέψης είναι μια πλευρά αυτού που ονομάζουμε νοημοσύνη. Αλλά το ζήτημα δεν είναι μόνο αυτό. Ενας τέτοιος εγκέφαλος για να «ζήσει» θα πρέπει να έχει επαφή με το περιβάλλον ανάλογη με εκείνη του ανθρώπινου. Φανταστείτε τώρα έναν ηλεκτρονικό εγκέφαλο, εξοπλισμένο με το αντίστοιχο των αισθήσεων του ανθρώπου με την επιπρόσθετη δυνατότητα ταχύτατης επικοινωνίας με οποιοδήποτε άλλο ανάλογο εγκέφαλο στον κόσμο. Φανταστείτε, επίσης, τη δυνατότητα σχεδιασμένης επιτάχυνσης της «βιολογικής» εξέλιξης του πυριτικού εγκεφάλου. Τη δημιουργία κοινωνικής οργάνωσης των μονάδων τεχνητής νοημοσύνης. Τη διασύνδεσή τους με τις μη νοήμονες μηχανές. Η ανθρωπότητα θα μπορέσει να χρησιμοποιήσει, ή μάλλον να συνεργαστεί με αυτό το καταπληκτικό δημιούργημά της; Για τη σημερινή κατάσταση της ανθρωπότητας κάτι τέτοιο φαίνεται μάλλον απίθανο. Ή, αν προτιμάτε, φανταστείτε τους μελλοντικούς πολέμους της pax americana, όπου δε θα πέφτει πια νεκρός ούτε ένας Αμερικανός στρατιώτης, παρά μόνο, ίσως, κάποιοι «λοβοτομημένοι» ρομποστρατιώτες, σαν τον «Εξολοθρευτή» της γνωστής ταινίας επιστημονικής φαντασίας. Υπερβολές; Αρκεί να περιμένουμε 20 ή 30 χρόνια για να το διαπιστώσουμε. Ή μήπως δεν πρέπει να περιμένουμε ως θεατές;